【題目】閱讀下面科普短文,請(qǐng)回答問題。

2019年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給三位科學(xué)家,他們是威廉·凱林、彼得·拉特克利夫和格雷格·塞門扎,表彰他們?cè)谘芯考?xì)胞感知和適應(yīng)氧氣變化機(jī)制中的貢獻(xiàn)。

生物體感受氧氣濃度的變化是生命最基本的功能,這依賴于特定的信號(hào)識(shí)別系統(tǒng)?茖W(xué)界對(duì)氧感應(yīng)和適應(yīng)調(diào)控的研究開始于促紅細(xì)胞生成素(縮寫為EPO)。當(dāng)氧氣缺乏時(shí),腎臟分泌EPO刺激骨髓生成新的紅細(xì)胞。比如當(dāng)我們?cè)诟吆0蔚貐^(qū)活動(dòng)時(shí),由于缺氧,人體的新陳代謝發(fā)生變化,開始生長(zhǎng)出新的血管,制造新的紅細(xì)胞。這幾位科學(xué)家所做的正是找出這種身體反應(yīng)的分子機(jī)制,如下圖所示。

他們發(fā)現(xiàn)這個(gè)反應(yīng)的“開關(guān)”是缺氧誘導(dǎo)因子(簡(jiǎn)稱H蛋白)。H蛋白可作用于細(xì)胞核中的低氧調(diào)節(jié)基因,控制機(jī)體EPO的水平。EPOH蛋白除了在哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)可以結(jié)合并激活涉及代謝調(diào)節(jié)、血管新生和腫瘤等過程的眾多其他基因。當(dāng)細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)楦哐鯒l件時(shí),H蛋白的數(shù)量急劇下降,僅當(dāng)缺氧時(shí)該蛋白才能激活低氧調(diào)節(jié)基因。那么,推動(dòng)H蛋白降解的原因是什么?答案來自一個(gè)意想不到的方向。

VHL綜合癥是一種罕見的遺傳性疾病。由于V蛋白的缺失,VHL病人臨床表現(xiàn)為多發(fā)性腫瘤,涉及腦、骨髓和腎上腺等多個(gè)重要器官,腫瘤組織會(huì)增生異常的新血管。在H蛋白被純化的第二年,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)V蛋白可以通過氧依賴的蛋白水解作用負(fù)向調(diào)控細(xì)胞中的H蛋白含量。

H蛋白控制著人體和大多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞對(duì)氧氣變化的復(fù)雜又精確的反應(yīng)。通過調(diào)控H蛋白,為治療貧血、心血管疾病以及腫瘤等多種疾病開辟了新的臨床治療思路。

1)腎臟分泌EPO刺激骨髓生成新的紅細(xì)胞的過程發(fā)生了細(xì)胞分裂和___________。紅細(xì)胞增多可提高運(yùn)氧能力,這是因?yàn)?/span>___________

2)氧氣以___________的方式進(jìn)入細(xì)胞。當(dāng)氧氣濃度正常時(shí),可引起H蛋白的降解。H蛋白的含量動(dòng)態(tài)變化,有利于細(xì)胞中物質(zhì)的循環(huán)利用。

3)據(jù)上文可知,醫(yī)生觀察到VHL病人在腦、骨髓和腎上腺等多個(gè)重要器官均產(chǎn)生腫瘤,從而初步確定“多發(fā)性腫瘤”為該病的臨床表現(xiàn),該過程使用的科學(xué)思維方法是___________(填“不完全”、“完全”)歸納法。

4)氧氣感應(yīng)機(jī)制使細(xì)胞能夠調(diào)節(jié)新陳代謝以適應(yīng)低氧水平,下列相關(guān)分析,正確的是___________。

aH蛋白和A蛋白共同作用,激活低氧調(diào)節(jié)基因

b.氧含量恢復(fù)正常時(shí),進(jìn)入細(xì)胞核的H蛋白減少

cV蛋白功能喪失,細(xì)胞無法激活低氧調(diào)節(jié)基因

d.因V蛋白的缺失,VHL病人的H蛋白含量低

eH蛋白的氧依賴性降解是分子水平的精細(xì)調(diào)控

【答案】分化 血紅蛋白增多 自由擴(kuò)散 不完全 a、b、e

【解析】

從圖中看出,在正常氧的條件下,H蛋白和V蛋白結(jié)合,最終被降解,在低氧的條件下,H蛋白和A蛋白結(jié)合,在細(xì)胞核中,促使低氧調(diào)節(jié)基因表達(dá),從而刺激骨髓生成新的紅細(xì)胞。

1)骨髓生成新的紅細(xì)胞的過程是骨髓中的造血干細(xì)胞發(fā)生了細(xì)胞分裂和細(xì)胞分化形成紅細(xì)胞,紅細(xì)胞中的血紅蛋白可以運(yùn)輸氧氣,增加紅細(xì)胞的數(shù)量就是增加血紅蛋白的量,可提高運(yùn)氧能力。

2)氧氣進(jìn)入細(xì)胞的方式是自由擴(kuò)散。

3)在觀察到多個(gè)器官能產(chǎn)生腫瘤,初步確定多發(fā)性腫瘤為該病的臨床表現(xiàn),這是不完全歸納法。

4a、從圖中看出,H蛋白和A蛋白在細(xì)胞核中結(jié)合后,激活低氧調(diào)節(jié)基因,a正確;

b、氧含量恢復(fù)正常時(shí),H蛋白會(huì)被降解,所以進(jìn)入細(xì)胞核的H蛋白減少,b正確;

c、細(xì)胞激活低氧調(diào)節(jié)基因,是在低氧的條件下H蛋白和A蛋白激活,與V蛋白無關(guān),c錯(cuò)誤;

d、V蛋白缺失后,H蛋白無法被降解,導(dǎo)致H蛋白數(shù)量增加,d錯(cuò)誤;

eH蛋白的氧依賴性降解是通過基因在進(jìn)行調(diào)控,所以是分子水平的精細(xì)調(diào)控,e正確。

故選abe

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】下圖為呼吸作用過程部分示意圖及氧氣濃度對(duì)氣體交換影響的曲線圖,解答下列問題:

1)從圖1中選擇有關(guān)的字母填在題的橫線上:①有氧呼吸的途徑是__________________,②產(chǎn)[H]的階段是______________。

2)圖1B發(fā)生的場(chǎng)所是_______________,E表示的物質(zhì)是_____________。

3)稻田需要定期排水,否則水稻幼根會(huì)因缺氧而變黑、腐爛,原因是_________________。

4)圖2中曲線QR區(qū)段CO2生成量急劇減少的主要原因是氧氣濃度增加,________________受抑制;曲線上________的點(diǎn)的生物學(xué)含義是無氧呼吸消失點(diǎn)。

5)若圖2中的AB段與BC段的距離等長(zhǎng),說明此時(shí)有氧呼吸釋放的CO2與無氧呼吸釋放的CO2相比____(填一樣多、更多或更少),有氧呼吸消耗的葡萄糖量是無氧呼吸的______________

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【題目】光合作用過程是許多科學(xué)家通過系列研究逐步揭示的。請(qǐng)回答問題:

1)葉綠體是植物的光合作用場(chǎng)所,人們?cè)陔婄R下觀察葉綠體,可以發(fā)現(xiàn)葉綠體由雙層膜包被,內(nèi)部有許多圓餅狀的囊狀結(jié)構(gòu)堆疊而成的___________吸收光能的___________就分布在類囊體的薄膜上。

2)氧氣能與肌紅蛋白可逆結(jié)合,并且非常靈敏,可用于定量測(cè)定微量氧?茖W(xué)家打碎植物細(xì)胞,在葉片勻漿一肌紅蛋白系統(tǒng)(含離體葉綠體)中加入Fe3+或其他氧化劑,然后照光,觀察到了氧合肌紅蛋白的光譜變化,說明光照下產(chǎn)生了___________。上述系統(tǒng)中有H2O,但沒有CO2,推測(cè)水的光解與CO2消耗的過程可能相對(duì)獨(dú)立。

3)科學(xué)家進(jìn)一步用離體葉綠體進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)組用CO2固定抑制劑處理,對(duì)照組不做處理,測(cè)定得到下圖所示結(jié)果。

①據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,實(shí)驗(yàn)組雖然___________量幾乎被完全抑制,但氧氣產(chǎn)生量___________,由此可判斷___________。

ATP合成量雖然沒有被完全抑制,但也顯著降低,表明ATP合成過程并不與___________過程同時(shí)進(jìn)行。后續(xù)研究表明,這兩個(gè)過程均發(fā)生在___________階段,兩者存在一定關(guān)聯(lián)。

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【題目】已知某綠色植物進(jìn)行光合作用和呼吸作用的最適溫度分別25℃和30.如圖是在30℃一定濃度的CO2條件下,測(cè)定某植物葉片在不同光照下的光合作用速率。下列說法不正確的是(

A. A點(diǎn)時(shí),葉肉細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生ATP的主要場(chǎng)所是線粒體和葉綠體

B. 影響C點(diǎn)的外界因素主要是CO2濃度

C. C點(diǎn)時(shí)的光合作用吸收CO2量是葉·小時(shí)

D. 若只降低溫度到25℃,則B點(diǎn)將左移,C點(diǎn)上移

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【題目】人血液中一個(gè)分子碳酸酐酶每分鐘可催化1900萬個(gè)碳酸分子分解,這說明酶具有

A. 專一性 B. 多樣性 C. 高效性 D. 穩(wěn)定性

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【題目】下圖為科研工作者利用小鼠制備H7N9禽流感病毒單克隆抗體的過程。請(qǐng)據(jù)圖回答有關(guān)問題:

1)在受體細(xì)胞的培養(yǎng)過程中,培養(yǎng)液與植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基相比,特有的天然成分是_________

2)圖中X細(xì)胞一般指_________,與植物體細(xì)胞雜交相比,誘導(dǎo)X細(xì)胞和Y細(xì)胞融合還可采用________。

3)單克隆抗體的制備過程需要經(jīng)過多次篩選,首先用特定的選擇性培養(yǎng)基篩選出______________,還需進(jìn)行克隆化培養(yǎng)和專一抗體檢測(cè),最終獲得足夠數(shù)量的能分泌所需抗體的細(xì)胞,選出符合要求的細(xì)胞后,可在體外條件下或注射到___________進(jìn)行增殖培養(yǎng)。

4)利用上述技術(shù)生產(chǎn)的單克隆抗體可制作成診斷盒,用于準(zhǔn)確、快速診斷H7N9禽流感病毒的感染者,這種診斷運(yùn)用了抗原-抗體雜交技術(shù),這體現(xiàn)了單克隆抗體_______、_______的特性。

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【題目】下圖為某植物的光合作用相關(guān)曲線及驗(yàn)裝置圖。圖一反映了該植物的真正光合速率、呼吸速率與溫度的大致關(guān)系(其中光合速率曲線I的光強(qiáng)為光飽和狀態(tài),其他四條曲線的光強(qiáng)未達(dá)到光飽和點(diǎn),且Ⅱ、Ⅲ、IV、V曲線的光強(qiáng)依次減弱,V的光強(qiáng)最弱)。圖二是研究天竺葵植株的生理變化裝置圖,請(qǐng)據(jù)題意分析回答

(1)圖一所示該植物真正光合作用的最適溫度略__________(低于/高于)凈光合作用的最適溫度。25℃時(shí),Ⅱ曲線的凈光合速率是____________________(用CO2的吸收速度相對(duì)值表示)。

(2)若想利用圖二中的裝置研究呼吸作用,則A瓶中可盛放試劑________________,來檢測(cè)呼吸作用的產(chǎn)物。若研究天竺葵光合作用的強(qiáng)度,可以通過測(cè)定一定時(shí)間內(nèi)___________________來定量地表示。

(3)植物有木質(zhì)部和皮部?jī)蓚(gè)輸導(dǎo)系統(tǒng)。韌皮部汁液中通常主要是蔗糖,也有無機(jī)鹽離子、植物激素等。生長(zhǎng)素是最早被發(fā)現(xiàn)和研究的植物激素,在某些部位只能從形態(tài)學(xué)上端向形態(tài)學(xué)下端運(yùn)輸,稱為極性運(yùn)輸,但是在成熟組織中生長(zhǎng)素可以通過韌皮部進(jìn)行_____________。由于植物激素含量非常少,提取困難,人們成功合成了多種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑并在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用,植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑是指_________________________________________________

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【題目】研究人員利用小鼠的單倍體ES細(xì)胞(只有一個(gè)染色體組),成功培育出轉(zhuǎn)基因小鼠。其主要技術(shù)流程如圖所示,請(qǐng)分析回答下列問題:

注:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ代表四種限制酶。箭頭指向的位置為限制酶的切割位置:Ampr是氨芐青霉素抗性基因,Neor是G418抗性基因。

(1)利用PCR技術(shù)可以擴(kuò)增目的基因,PCR反應(yīng)體系中除含緩沖液、模板DNA、dNTP(包含dATP、dCTP、dGTP、dTTP)、引物以外,還應(yīng)含有________;引物應(yīng)選用下圖中的________(填圖中標(biāo)號(hào))。

(2)在基因工程操作步驟中,過程①②稱為________。已知氨芐青霉素不能有效殺死小鼠細(xì)胞,而一定濃度的G418能有效殺死不具有Neor的小鼠細(xì)胞。結(jié)合上圖推測(cè),過程①選用的2種限制酶是________(選填圖中的編號(hào)),③處的培養(yǎng)液應(yīng)添加________(填“氨芐青霉素”或“G418”)

(3)細(xì)胞乙與________類似,圖中桑椹胚需通過________技術(shù)移入代孕小鼠子宮內(nèi)繼續(xù)發(fā)育,進(jìn)行該操作前需對(duì)受體小鼠進(jìn)行________處理。

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